KR100750298B1 - 가스 연료 차량용 연료 공급 장치 - Google Patents

가스 연료 차량용 연료 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 연료를 사용하는 차량의 연료 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스 연료의 기화 기능만을 담당하는 이중관 형태의 기화장치와 기화된 가스 연료의 정압 조절 기능을 담당하는 정압조절기를 별개의 장치로 구성하여, 기화장치의 길이 및 유로경을 조절함으로써 차량의 배기량에 따라 다르게 요구되는 기화 용량 변화에 유연하게 대응할 수 있고, 기화장치의 열전달 효율을 향상시켜 고속 주행시의 불완전 연소 및 그에 따른 엔진 성능 저하를 최소화할 수 있는 연료 공급 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치는, 가스 연료를 저장하는 봄베(110)와; 상기 봄베(110)와 연결되어 상기 봄베(110)에서 공급되는 가스 연료를 기화시키는 기화장치(130)와; 상기 기화장치(130)와 연결되어 기화장치(130)로부터 유입되는 기상 가스 연료를 정압으로 조절하여 엔진 측에 공급하는 정압조절기(140)를 포함하여 구성되어, 혼합기 방식의 연료 공급 계통 또는 직접분사방식의 연료 공급 계통에 사용되는 점을 특징으로 한다.
가스 연료 차량, 연료 공급, 기화기, 기화장치, 정압조절기

Description

가스 연료 차량용 연료 공급 장치{Fuel supply system for a gas vehicle}
도 1은 종래의 LPG 차량의 연료 공급 계통을 나타내는 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 기화기의 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치가 적용된 연료 공급 계통을 나타내는 구성도.
도 4는 도 3에 도시된 기화장치의 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 정압조절기의 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치의 정압조절기를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치를 직접 분사 방식의 가스 연료 차량에 적용한 상태를 나타내는 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 110, 310 : 봄베 20, 120 : 안전변
30 : 기화기 50, 150 : 혼합기
60, 160 : 드로틀 바디 70, 170, 370 : 엔진
130, 330 : 기화장치 131 : 외관
132 : 내관 133 : 열전달판
135 : 냉각수 통로 137 : 냉각수 유입구
138 : 냉각수 유출구 140, 240 : 정압조절기
141, 241 : 연료 입구 142, 242 : 연료 출구
143, 243 : 감압실 145 : 레버
147, 247 : 다이어프램 148, 149, 248 : 압력조절스프링
245 : 셔터핀 351 : 분배기
352 : 가스 인젝터
본 발명은 가스 연료를 사용하는 차량의 연료 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스 연료의 기화 기능만을 담당하는 이중관 형태의 기화장치와 기화된 가스 연료의 정압 조절 기능을 담당하는 정압조절기를 별개의 장치로 구성하여, 기화장치의 길이 및 유로경을 조절함으로써 차량의 배기량에 따라 다르게 요구되는 기화 용량 변화에 유연하게 대응할 수 있고, 기화장치의 열전달 효율을 향상시켜 고속 주행시의 불완전 연소 및 그에 따른 엔진 성능 저하를 최소화할 수 있는 연료 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액화석유가스(LPG)나 압축천연가스(CNG)와 같은 가스 연료를 사 용하는 차량(이하, "가스 연료 차량"이라 칭하기로 함)은, 가솔린 차량과 비교하여 출력이 다소 떨어지기는 하나, 연료비가 저렴하고, 유해 배기가스의 배출량이 적어 환경 오염을 감소시킬 수 있는 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.
종래의 LPG 차량의 연료 공급 계통은, 도 1에 도시된 바와 같이, LPG를 저장하는 봄베(10)로부터 기체 및 액체 상태의 연료를 유출시켜 안전변(20), 기화기(vaporizer; 30)를 거쳐서 혼합기(mixer; 50) 내에서 흡기계통을 통해 흡입되는 공기와 혼합한 후, 드로틀 바디(60)를 거쳐 엔진(70)의 연소실로 공급한다.
상기 기화기(30)는 봄베(10)로부터 안전변(20)을 거쳐 유입되는 액상 LPG를 강제적으로 기화시켜 혼합기(50) 측으로 공급해주는데, LPG가 액상에서 기상으로 상변화하기 위해 필요한 소정의 증발 잠열을 제공함으로써 액상 LPG를 일정한 압력을 지닌 기상 LPG로 감압 기화시키며, 엔진(70)의 부하 증감에 따라 기화량을 조절하게 된다.
도 2을 참조하여 상기 기화기(30)의 구조 및 연료 공급 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
봄베(10)에서 기화기(30)의 연료 입구(31)를 통해 공급되는 고압의 액상 가스 연료는 1차 가스 통로(41)를 통과하여 1차 감압실(33) 내로 유입되면서 1차 감압되며, 1차 감압실(34) 하부에 구비되는 엔진 냉각수 챔버(45)에 공급되는 엔진 냉각수와의 열교환에 의하여 기화된다. 이 때 1차 감압실(33) 내의 압력이 상부스프링(39)과 하부스프링(40)에 의해 설정된 압력에 도달하면, 1차 다이어프램(37)이 상승하면서 1차 레버(35)를 시계 방향으로 회동시켜 1차 가스 통로(41)를 폐쇄함으 로써 1차 감압실(33)로의 가스 유입을 중지시켜 내부 압력을 일정하게 유지시킨다.
1차 감압실(33)로부터 2차 가스 통로(42)를 통과하여 2차 감압실(34) 내부로 유입된 가스 연료는 대기압 정도의 압력으로 감압된다. 즉, 2차 감압실(34)과 연료 배출구(32)를 통해 연결된 혼합기(50)의 벤츄리부(51)에서 발생되는 부압에 의해 2차 다이어프램(38)이 상승하면서 2차 레버(36)의 회동에 의해 2차 가스 통로(42)가 개방되면, 1차 감압실(33) 내의 연료 가스가 2차 감압실(34) 내부로 유입되며, 2차 감압실(34)로 유입된 연료 가스는 혼합기(50) 측과의 압력차에 의해 혼합기(50)로 유출되면서 공기와 혼합된다.
여기서, 액상의 가스 연료가 기상으로 기화할 때의 증발 잠열을 공급하기 위한 엔진 냉각수 챔버(45)는 LPG 차량의 배기량에 비례하여 용량이 커져야 하며, 이는 기화기(30) 전체의 크기 증가로 이어지게 된다.
이와 같이 종래의 기화기는 연료 가스의 압력을 일정하게 유지하는 기능과 기화 기능을 동시에 수행하도록 구성되기 때문에 구조가 복잡하고 소형화가 어려우며, 배기량에 따라 엔진 냉각수 챔버의 용량을 변경시켜 적절한 증발 잠열을 공급시켜야 하기 때문에 배기량 별로 다양한 크기의 기화기가 요구됨에 따라 제조비가 상승하는 문제점이 있다. 특히, 배기량이 큰 LPG 차량의 경우에는 기화기의 크기가 대형화되어 최근 들어 갈수록 협소해지는 엔진룸 내부에 장착하기에 용이하지 않은 문제점도 있다.
또한, 고속 주행 시 기화기의 기화 효율이 저하되어 기화되지 못한채 엔진 내부로 유입된 가스 연료로 인해, 불완전 연소에 의한 엔진 성능 저하 및 배기가스 오염이 발생할 수 있는 문제점도 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 기화기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 가스 연료의 기화 기능만을 담당하는 이중관 형태의 기화장치와 기화된 가스 연료의 정압 조절 기능을 담당하는 정압조절기를 별개의 장치로 구성하여, 기화장치의 길이 및 유로경을 조절함으로써 차량의 배기량에 따른 제조 설비의 변경을 최소화할 수 있고, 기화장치의 열전달 효율을 향상시켜 고속 주행시의 불완전 연소로 인한 엔진 성능 저하 및 배기 가스 문제를 해결하는 데에 있다.
또한, 장착이 용이한 가요성 기화장치 및 소형 정압조절기를 제공함으로써, 연료 공급 계통의 장착 공간을 최소화하고 제조 원가 및 장착 비용을 절감하는 데에 또 다른 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은,
가스 연료를 저장하는 봄베(110)와, 상기 봄베(110)와 연결되어 상기 봄베(110)에서 공급되는 가스 연료를 기화시키는 기화장치(130)와, 상기 기화장치(130)와 연결되어 기화장치(130)로부터 유입되는 기상 가스 연료를 정압으로 조절하여 엔진 측에 공급하는 정압조절기(140)를 포함하여 구성되며,
상기 기화장치(130)는, 차량의 배기량에 따라 길이 및 유로경이 변경설치되며, 내주연부에 관로의 길이 방향을 따라 내부에 열전달판(133)을 구비하는 가스 연료 통과용 내관(132)과; 상기 내관(132)이 삽입 고정되고, 내부에 상기 내관(132)의 외주연을 길이 방향을 따라 둘러싸는 냉각수 통로(135)가 형성되며, 양 측에 냉각수 통로(135)와 연결되는 냉각수 유입구(137) 및 냉각수 유출구(138)가 형성되어 있는 외관(131);을 포함하는 이중관 형태로 구성되고,
상기 정압조절기(140)는, 상기 기화장치(130)에 연결되어 가스 연료가 유입되는 연료 입구(141)와; 정압 조절된 가스 연료를 외부로 공급하는 연료 출구(142)와; 상부에 구비되어 내부 압력에 따라 신축하는 다이어프램(147)과, 일단이 상기 다이어프램(147) 하면에 고정된 연결링크(146)와 접촉하여 다이어프램(147)의 상하 운동에 따라 힌지 회동하면서 하기 감압실과 상기 연료 입구 사이의 가스 통로를 개폐하는 레버(145)와, 상기 다이어프램(147) 상면을 탄성 지지하는 상부압력조절스프링(148) 및 상기 레버(145)의 일단 하부를 탄성 지지하는 하부압력조절스프링(149)을 구비하는 감압실(143);을 포함하여 구성되어, 혼합기 방식의 연료 공급 계통 또는 직접분사방식의 연료 공급 계통에 사용되는 것을 특징으로 하는 가스 연료 차량용 연료 공급 장치를 제공한다.
삭제
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치가 적용된 연료 공급 계통을 나타내는 구성도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 각각 도시된 기화장치 및 정압조절기의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치는 공급된 기체 가스 연료가 흡기 계통을 거쳐 혼합기의 벤츄리를 통과하는 공기와 혼합되어 엔진으로 유입되는 혼합기 방식의 가스 연료 차량에 적용되는 경우에 대한 실시예로서, 가스 연료를 저장하는 봄베(110)와, 봄베(110)와 연결되어 봄베(110)에서 공급되는 가스 연료를 기화시키는 기화장치(130)와, 기화장치(130)와 연결되어 기화장치(130)로부터 유입되는 기상 가스 연료를 정압으로 조절하여 엔진 측에 공급하는 정압조절기(140)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 연료 공급 계통은, 먼저 안전변을 경유하여 봄베에서 공급되는 고압의 액상 가스 연료를 해당 가스 연료 차량에 적합하게 구성된 기화장치(130)에서 효율적으로 기화시킨 후, 정압조절기(140)에서 일정한 압력으로 감압시켜 혼합기(150) 측으로 공급해준다. 혼합기(150)로 유입된 가스 연료는 흡기 계통(미도시)을 거쳐 벤츄리(151)를 통과하는 공기와 혼합되어 드로틀 바디(160)를 거쳐 엔진(170)으로 유입된다.
상기 기화장치(130)는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 가스 연료가 통과하는 내 관(132)과, 내관(132)이 삽입 고정되는 외관(131)을 포함하는 이중관 형태로 구성된다.
상기 외관(131)은 내부에 내관(132)의 외주연을 길이 방향을 따라 둘러싸는 냉각수 통로(135)가 형성되며, 양 측에 냉각수 통로(135)와 연결되는 냉각수 유입구(137) 및 냉각수 유출구(138)가 형성된다. 여기서, 냉각수 유입구(137)를 내관(132)의 출구 측에, 냉각수 유출구(138)를 내관(132)의 입구 측에 배치하여 엔진 냉각수가 내관(132)을 따라 흐르는 가스 연료의 반대 방향으로 유동하도록 함으로써 열전달량을 높히는 것이 좋다.
상기 내관(132)은 입구와 출구가 각각 봄베(110) 및 정압조절기(140)와 연결되는데, 도 4b에 도시된 바와 같이, 내관(132)의 내주연부에 관로의 길이 방향을 따라 형성되는 열전달판(133)을 구비하여 내관(132)을 따라 흐르는 가스 연료와의 접촉 면적을 증대시키고, 이에 따라 고온의 엔진 냉각수로부터의 열전달율을 높임으로써, 액상 가스 연료가 기상 가스 연료로 상 변화시에 필요한 증발 잠열이 충분히 전달되게 하여 기화 성능을 향상시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 내관(132)에 구비되는 열전달판(133)은 내관(132)을 인발(drawing)하여 제조할 때 내관(132)과 일체형으로 형성하는 것이 좋으며, 인발 다이의 형상에 따라 열전달 면적을 높이기 위한 다양한 형상을 가지도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 단면의 형태가 단순히 내관(132)의 내경을 가로지르는 "－"자 형으로 구성하거나(a), 내관(132)의 내경을 교차하여 가로지르도록 하여 열전달 면적을 더욱 향상시킨 "＋"자 형으로 구성될 수 있는데, 상기 두가지 형상의 열전달 판(133)에 대한 기화 성능을 비교 실험한 결과는 후술하여 설명하기로 한다.
여기서, 내관(132) 및 열전달판(133)은 냉각수 통로(135)를 흐르는 엔진 냉각수와의 열전달을 극대화하기 위하여 열전도도가 좋은 동(Cu)으로 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 이중관 형태의 기화장치(130)는 가요성이 높고 설치 공간을 적게 차지하므로 장착에 용이하며, 해당 차량의 배기량에 따라 최적의 기화 성능을 발휘할 수 있도록 그 길이 및 유로 형상을 설정할 수 있으므로, 기화되지 않는 가스 연료의 비율을 최소화하여 불완전 연소를 감소시킬 수 있다.
상기 정압조절기(140)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 기화기의 구조를 단순화시킨 구조로서, 기화장치(130)에 연결되어 가스 연료가 유입되는 연료 입구(141)와, 정압 조절된 가스 연료를 외부로 공급하는 연료 출구(142)와, 연료 입구(141)를 통해 유입된 가스를 일정한 압력으로 감압시키기 위한 내부 공간이 형성되어 있는 감압실(143)을 포함하여 구성된다.
상기 감압실(143)은 상부에 구비되어 감압실(143) 내부의 압력에 따라 신축하는 다이어프램(147)과, 일단이 다이어프램(147) 하면에 고정된 연결링크(146)와 접촉하여 다이어프램(147)의 상하 운동에 따라 힌지 회동하면서 감압실과 연료 입구 사이의 가스 통로를 개폐하는 레버(145)와, 다이어프램(147) 상면을 탄성 지지하는 상부압력조절스프링(148) 및 레버(145)의 일단 하부를 탄성 지지하는 하부압력조절스프링(149)으로 구성된다.
이와 같이 구성된 정압조절기(140) 내에서 가스 연료가 일정한 압력으로 감 압되는 정압 조절 과정을 살펴보면 다음과 같다.
기상 가스 연료가 기화장치(130)로부터 연료 입구를 통해 감압실(143) 내로 유입되어 상부압력조절스프링(148)과 하부압력조절스프링(149)에 의해 기설정된 압력에 도달하면, 다이어프램(147)이 상승하면서 레버(145)를 시계 방향으로 회동시켜 가스 통로(144)를 차단하게 되고, 이로 인해 감압실(143)로의 가스 유입이 중지되어 감압실(143) 내부의 가스 연료를 일정한 압력으로 유지하게 된다. 이후, 혼합기(150)의 벤츄리부(151)에 공기가 유입되면서 부압이 발생하면, 감압실(143) 내의 가스 연료는 혼합기(150)와 연결되어 있는 연료 출구(142)를 통해 혼합기(150)의 벤츄리부(151)로 유출되어 공기와 혼합된 후 드로틀 바디(160)로 공급된다.
이와 같이 정압조절기(140)는 기화 기능이 없이 단순히 정압 조절 기능만을 담당하므로 설치 공간을 작게 차지하며, 해당 차량의 배기량에 관계 없이 일정한 크기로 제작되므로 제조원가를 절감할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치의 정압조절기를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치는 전술한 제1 실시예에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 계통에서 정압조절기(140)의 구조만을 변경한 실시예로서, 정압조절기 이외의 구성 요소는 전술한 제1 실시예와 구성 및 기능이 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치의 정압조절 기는, 도 6에 도시된 바와 같이, 기화장치(130)에 연결되어 가스 연료가 유입되는 연료 입구(241)와, 정압 조절된 가스 연료를 외부로 공급하는 연료 출구(242)와, 연료 입구(241)를 통해 유입된 가스를 일정한 압력으로 감압시키는 내부 공간이 형성되어 있는 감압실(243)을 포함하여 구성된다.
상기 감압실(243)은 상부에 구비되어 감압실(243) 내부의 압력에 따라 신축하는 다이어프램(247)과, 상단이 다이어프램(247) 하면에 접촉하고 하단은 핀스프링(246)에 탄성지지되어 다이어프램(247)의 상하 운동에 따라 상하로 슬라이딩되면서 감압실(243)과 연료 입구(241) 사이의 가스 통로(244)를 개폐하는 셔터핀(245)과, 다이어프램(247) 상면을 탄성 지지하는 압력조절스프링(248) 및 압력조절스프링(248)의 압축량을 변경하여 감압하고자하는 가스 압력 설정치를 조절하는 압력조정스크류(249)로 구성된다.
이와 같이 구성된 정압조절기(240)는 전술한 제1 실시예에서의 정압조절기와 달리 다이어프램(247)이 상승 및 하강할 때 레버가 아닌 셔터핀(245)이 슬라이딩되면서 가스 통로(244)를 개폐하며, 압력조정스크류(249)를 통해 압력조절스프링(248)의 압축량을 변경하여 가스 압력 설정치를 용이하게 조절할 수 있다.
이상에서의 각 실시예에서는 본 발명에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치를 혼합기 방식의 가스 연료 차량에 적용하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치를 직접분사방식(인젝션 방식)의 가스 연료 차량에도 적용할 수 있음은 물론이다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 정압조 절기(340)의 출구측을 분배기(distributor; 351)와 연결하고, 기화장치(330)와 정압조절기(340)를 거쳐 정압으로 공급되는 기상의 가스 연료를 분배기(351)에서 각 기통별 가스 인젝터(352)로 분배하여, 각각의 가스 인젝터(352)에서 엔진(370) 내부의 연소실로 가스 연료를 직접 분사하도록 구성할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치와 종래의 가스 연료 차량용 기화기를 비교 실험한 결과에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
실험은 인천공항고속도로 전구간에서, 2006년 4월 3일부터 2006년 4월 7일까지 5일간 이루어졌으며, 실험 차량은 직접분사방식 엔진이 장착된 그랜져 TG 2,700cc(2006년식)으로 선정하였다.
아래의 표 1은 종래의 가스 연료 차량용 기화기와 본 발명에 따른 가스 연료 차량용 공급 장치에 대한 실험 결과를 비교하여 나타내고 있다. 여기서, 종래의 가스 연료 차량용 기화기는 냉각수 챔버가 구비된 방식의 외국 5개사의 제품을 선정하였으며, 본 발명에 따른 가스 연료 차량용 공급 장치의 경우는 기화장치의 내관에 구비된 열전달판의 형태에 따라 세가지 종류를 선정하였다.
No 비교항목 종래 공급 계통 본 발명
열전달판 미설치 "-"자 열전달판 "+"자 열전달판
1 기화 성능 2 ~ 11 ℃ 2~10 ℃ 24 ~ 28 ℃ 30 ~ 39 ℃
2 최대 출력 0.1~0.3 bar 0.1~0.2 bar 0.6~0.65 bar 0.7~0.75 bar
표 1을 참조하여 실험 결과를 비교하면 다음과 같다.
1) 최대 출력시 최저 온도 비교
본 비교 항목은 기화기의 기화 성능 즉, 기화기의 가장 중요한 역할인 액상 가스 연료의 기화를 위한 열전달이 어느 정도 이루어지는지를 확인하기 위한 항목으로서, 종래의 기화기에서는 기화기 출구단의 가스 온도를 측정하였으며, 본 발명에 따른 연료 공급 장치의 경우에는 정압조절기 출구단의 가스 온도를 측정하였다.
실험 결과로부터 본 발명의 경우 기화장치 내관 내에 동판이 구비되지 않았을 때는, 최대 출력시 최저온도가 종래의 경우와 거의 동일하여 열전달율이 종래의 경우와 유사한 점을 알 수 있다.
반면, 내관 내에 두께 1T인 열전달판을 구비한 경우의 열전달율은, "－"자 형태인 경우는 200% 이상, "＋'자 형태인 경우에는 300% 이상 향상되는 것을 볼 수 있다.
2) 최대 출력시 인젝터 공급 가스 압력
본 비교 항목은 가스 연료 차량의 최대 출력과 직결되는 기화기의 정압 조절 성능을 확인하기 위한 것으로서, 공회전(idle) 시에 인젝터로 공급되는 가스 연료 압력이 1 bar인 경우를 기준으로 하여, 차량의 엑셀을 최대로 밟은 최대 출력 상태에서 인젝터로 공급되는 가스 연료의 압력을 측정한 항목이다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이 종래의 기화기는 최대 출력시 기화기의 출구 압력이 상기 공회전 시의 압력보다 상당히 낮아지기 때문에, 가솔린 엔진의 출력과 비교하여 현저한 출력저하가 나타난다. 본 발명에 따른 연료 공급 계통을 구비한 차량은 내관에 열전달판이 구비되지 않은 경우 종래의 방식보다 최대 출력이 더욱 떨어지는 결과가 나왔으나, 내관내 두께 1T인 열전달판을 구비한 경우의 최대 출력은, "－"자 형태인 경우는 200% 이상, "＋'자 형태인 경우에는 250 %이상 향상되는 것을 볼 수 있다.
이는 최대 출력시에는 기화기 또는 정압조절기의 정압 조절 기능이 작용하지 않아 기화된 가스 연료의 압력이 인젝터 공급 가스 압력에 직접적인 영향을 미친다는 점과, 기화되지 않는 가스 연료의 비율이 감소할수록 즉, 기화량이 증가할 수록 기화된 가스 연료의 압력이 상승한다는 것을 감안할 때, 본 발명에 따른 연료 공급 계통의 경우 기화 성능이 보다 향상되어 최대 출력시 인젝터에 공급되는 가스 연료의 압력을 상승시킴으로써 출력 저하 현상을 최소화시키는 것으로 판단된다.
이상의 실험 결과로부터 본 발명에 따른 가스 연료 차량용 공급 계통은, 내관 내부에 열전달판을 구비한 경우 종래의 가스 연료 차량용 공급 계통에 비하여 기화 성능이 대폭 향상된 동시에 가스 연료 차량의 단점인 최대 출력 저하 현상을 최소화할 수 있는 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 가스 연료 차량용 연료 공급 장치는 기화 장치와 정압조절기를 별개의 장치로 구성하여 차량의 배기량에 따른 제조 설비의 변경을 최소화함으로써 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기화장치의 열전달 효율을 향상시켜 고속 주행시의 불완전 연소로 인한 엔진 성능 저하 및 배기 가스 문제를 예방할 수 있는 효과도 있다.
또한, 가요성 기화장치와 소형 정압조절기를 제공함으로써, 연료 공급 계통의 장착 공간을 최소화하고 장착이 용이하여 장착 비용을 절감할 수 있는 효과도 있다.

Claims (10)

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  2. 가스 연료를 사용하는 차량의 연료 공급 장치에 있어서,
    가스 연료를 저장하는 봄베(110)와, 상기 봄베(110)와 연결되어 상기 봄베(110)에서 공급되는 가스 연료를 기화시키는 기화장치(130)와, 상기 기화장치(130)와 연결되어 기화장치(130)로부터 유입되는 기상 가스 연료를 정압으로 조절하여 엔진 측에 공급하는 정압조절기(140)를 포함하여 구성되며,
    상기 기화장치(130)는,
    차량의 배기량에 따라 길이 및 유로경이 변경설치되며, 내주연부에 관로의 길이 방향을 따라 내부에 열전달판(133)을 구비하는 가스 연료 통과용 내관(132)과; 상기 내관(132)이 삽입 고정되고, 내부에 상기 내관(132)의 외주연을 길이 방향을 따라 둘러싸는 냉각수 통로(135)가 형성되며, 양 측에 냉각수 통로(135)와 연결되는 냉각수 유입구(137) 및 냉각수 유출구(138)가 형성되어 있는 외관(131);을 포함하는 이중관 형태로 구성되고,
    상기 정압조절기(140)는,
    상기 기화장치(130)에 연결되어 가스 연료가 유입되는 연료 입구(141)와; 정압 조절된 가스 연료를 외부로 공급하는 연료 출구(142)와; 상부에 구비되어 내부 압력에 따라 신축하는 다이어프램(147)과, 일단이 상기 다이어프램(147) 하면에 고정된 연결링크(146)와 접촉하여 다이어프램(147)의 상하 운동에 따라 힌지 회동하면서 하기 감압실과 상기 연료 입구 사이의 가스 통로를 개폐하는 레버(145)와, 상기 다이어프램(147) 상면을 탄성 지지하는 상부압력조절스프링(148) 및 상기 레버(145)의 일단 하부를 탄성 지지하는 하부압력조절스프링(149)을 구비하는 감압실(143);을 포함하여 구성되어, 혼합기 방식의 연료 공급 계통 또는 직접분사방식의 연료 공급 계통에 사용되는 것을 특징으로 하는 가스 연료 차량용 연료 공급 장치.
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  8. 가스 연료를 사용하는 차량의 연료 공급 장치에 있어서,
    가스 연료를 저장하는 봄베(110)와, 상기 봄베(110)와 연결되어 상기 봄베(110)에서 공급되는 가스 연료를 기화시키는 기화장치(130)와, 상기 기화장치(130)와 연결되어 기화장치(130)로부터 유입되는 기상 가스 연료를 정압으로 조절하여 엔진 측에 공급하는 정압조절기(140)를 포함하여 구성되며,
    상기 기화장치(130)는,
    차량의 배기량에 따라 길이 및 유로경이 변경설치되며, 내주연부에 관로의 길이 방향을 따라 내부에 열전달판(133)을 구비하는 가스 연료 통과용 내관(132)과; 상기 내관(132)이 삽입 고정되고, 내부에 상기 내관(132)의 외주연을 길이 방향을 따라 둘러싸는 냉각수 통로(135)가 형성되며, 양 측에 냉각수 통로(135)와 연결되는 냉각수 유입구(137) 및 냉각수 유출구(138)가 형성되어 있는 외관(131);을 포함하는 이중관 형태로 구성되고,
    상기 정압조절기(140)는,
    상기 기화장치(130)에 연결되어 가스 연료가 유입되는 연료 입구(141)와;
    정압 조절된 가스 연료를 외부로 공급하는 연료 출구(142)와;
    상부에 구비되어 하기 감압실 내부의 압력에 따라 신축하는 다이어프램(247)과, 상단이 상기 다이어프램(247) 하면에 접촉하고 하단은 핀스프링(246)에 탄성지지되어 상기 다이어프램(247)의 상하 운동에 따라 상하로 슬라이딩되면서 가스 통로(244)를 개폐하는 셔터핀(245)과, 상기 다이어프램(247) 상면을 탄성 지지하는 압력조절스프링(248) 및 상기 압력조절스프링(248)의 압축량을 조절하는 압력조정스크류(249)을 구비하는 감압실(143);을 포함하여 구성되어, 혼합기 방식의 연료 공급 계통 또는 직접분사방식의 연료 공급 계통에 사용되는 것을 특징으로 하는 가스 연료 차량용 연료 공급 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5635547U (ko) 1979-08-28 1981-04-06
JPS57113948A (en) 1981-01-07 1982-07-15 Automob Antipollut & Saf Res Center Fuel feeder for liquefied gas engine
JPH0559945A (ja) * 1991-08-31 1993-03-09 Suzuki Motor Corp Ｌｎｇ供給装置
JPH09158786A (ja) * 1995-12-05 1997-06-17 Aisan Ind Co Ltd Ｌｐｇ燃料ヒータ及び加熱装置
KR19980083015A (ko) * 1997-05-12 1998-12-05 김영귀 천연가스 차량의 연료 공급장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5635547U (ko) 1979-08-28 1981-04-06
JPS57113948A (en) 1981-01-07 1982-07-15 Automob Antipollut & Saf Res Center Fuel feeder for liquefied gas engine
JPH0559945A (ja) * 1991-08-31 1993-03-09 Suzuki Motor Corp Ｌｎｇ供給装置
JPH09158786A (ja) * 1995-12-05 1997-06-17 Aisan Ind Co Ltd Ｌｐｇ燃料ヒータ及び加熱装置
KR19980083015A (ko) * 1997-05-12 1998-12-05 김영귀 천연가스 차량의 연료 공급장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101360444B1 (ko) 2012-12-17 2014-02-12 기아자동차주식회사 Lpg 봄베 장치와 lpg 봄베 장치의 온도제어방법

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